ペンギンの多様な外見は島々のおかげかもしれない

ペンギンといえば、南極の海氷の上をよちよちと歩く、象徴的な皇帝ペンギンを思い浮かべることが多い。しかし、他にも少なくとも 20 種類はいる。フェアリー ペンギンと呼ばれるずんぐりとした小さなペリウィンクル ペンギンから、マカロニ ペンギンまで。マカロニ ペンギンは、18 世紀のイギリスの船乗りたちが、その派手なオレンジ色の冠が、当時のファッション トレンドであるマカロニ (派手さ、両性具有、XXL サイズのかつらが中心で、ペンギンの冠のように、今で言うとかなり派手なスタイル) にぴったりだと考えたことから、マカロニ ペンギンと名付けられた。

ペンギンは鳥類の多様性に富んだグループである、とだけ言っておけば十分だろう。そして今、火曜日に「分子生物学と進化」誌に発表された新しい研究は、ペンギンがなぜこれほど多様な集団になったのかを説明しようとしている。研究の著者らは、新たな島の形成がペンギンを進化させ、今日知られているフットボール型の鳥類の多くに分岐させたと示唆している。

彼らの考えでは、それは次のような経緯だった。過去約 500 万年の間に、ガラパゴス諸島やアンティポデス諸島のような新しい島々が出現した。ペンギンの祖先の群れがそれらの陸地に住み、他のペンギンの群れから隔離されたまま何百万年もそこに巣を作った。時が経つにつれて、それらの群れは明らかに異なる種に進化した可能性がある。

島が進化の原動力になっているという考えは、まったく新しいものではありません。実際、チャールズ・ダーウィンはガラパゴスフィンチが島々の間で進化した方法を利用して、進化論全体を定義しました。

しかし、ペンギンの場合、科学者は一般的に海流が個体群を分離したと考えてきた。なぜなら、鳥もその餌も、あまりに熱い水や冷たい水域に居たくなかったからだ。それが、ペンギンたちが異なる方向に進化することを可能にした。さらに、約3000万年前に南極が凍ったとき、「南半球の生態系全体が変化した」と、ニュージーランドのオタゴ大学の進化生物学者で遺伝学者でもある研究著者のテレサ・コール氏は言う。「それがペンギンの進化の大きな原動力と考えられている」

それでも、島が進化の原動力であるという著者らの主張は、これら他の 2 つの理論とよく一致する可能性があるとコール氏は言う。この研究のために、研究者らはまず、自然史博物館で発見されたペンギンの化石からミトコンドリア DNA の配列を解析し、さらに生きたペンギンの血液と組織サンプルも解析した (ミトコンドリア DNA は化石記録でよりよく保存されているため、より情報量の多い核 DNA の代わりに使用した)。

コール氏と彼女のチームは、現生および最近絶滅したペンギンの種すべてをカバーする、ほぼ完全なミトコンドリアゲノム 41 個をまとめ上げることに成功した。その後、コンピューター プログラムを使用してこれらのゲノムをつなぎ合わせ、特定のペンギンの種が生きていた時期と、それらが互いにどの程度関連しているかを示すタイムラインを効果的に作成した。

「古代のゲノムと現代のゲノムがすべて適切に揃っていることを確認しました」とコール氏は言う。「古代の DNA にはエラーが発生する可能性があるため、少し手直しが必要です。しかし、手元にあるデータでできる限り完璧なものにしました。」

その後、ペンギンの形態学の専門家数名が、絶滅したペンギンと現生ペンギンの外見に関する重要なデータをプログラムに入力することができた。これは、必ずしも DNA から収集できるわけではないため、役に立つ。コンピューター プログラムに鳥の外見を伝えた後、チームは現生ペンギンと最近絶滅したペンギンの最も包括的な系統樹と彼らが呼ぶものを作成することができた。

重要なのは、5 種のペンギンの出現が、さまざまな島の形成とほぼ完全に一致したことです。ガラパゴス諸島とガラパゴスペンギン、ゴフ 48 島とキタイワトビペンギン、アンティポデス諸島とアオイタチペンギン、スネアーズ諸島とスネアーズペンギン、そしてマコーリー 49 島とロイヤルペンギンです。(最後のペンギンは、私たちの友人であるマカロニペンギンの亜種です。)

コール氏によると、これは島の形成がペンギンの多様性の原動力であることを明確に示しているという。彼女は、古代の DNA は非常に扱いにくいため、この研究は完璧ではないが、ペンギンが今日見られる生物へとどのように進化したかを垣間見るための素晴らしい出発点であると指摘している。

研究の過程では、いくつかの驚きも生じた。化石の遺伝子および形態学的分析中に、ニュージーランドのチャタム諸島に生息していたと思われる、最近絶滅した2種のペンギンが新たに発見された。著名なペンギン生物学者のジョン・ウォーハムとランス・リッチデールにちなんで、ユーディプテス・ウォーハミとメガディプテス・アンチポデス・リッチダレイと名付けられたこの2種は、数千年前に人間が島に住み始めてから間もなく絶滅した。2種の骨は貝塚で発見された。貝塚は考古学的な遺跡で、人間の食物残渣や排泄物で満たされていることが多い。このことから、研究者らは、入植者が鳥を狩り、食べて絶滅させたと考えたが、コール氏はおそらく味は良くなかっただろうと考えている。

「おそらく、とても魚臭い味がしたと思います」とコール氏は言う。「あまりおいしくありません。[人間は]おそらく、小型哺乳類のようなおいしいものを食べた後に、ペンギンを食べたのでしょう。ペンギンは、それほど望ましい食料源ではなかったでしょう。」

人間とペンギンが過去にどのような交流をしてきたかを考えるのは楽しいことですが、将来を見据えてその関係性を考慮することも重要です。

「ニュージーランドでは特に、膨大な数の鳥が絶滅しています」とコール氏は言う。「そして多くのペンギンが個体数の減少に苦しんでいます。何が失われたのかがわかればわかるほど、現存する種の保護戦略を立て始めるのが容易になるかもしれません。」